modularea lungimii canalului în MOSFET(VLSI Design)

terminologie:

  • IDS = curent de la scurgere la sursă sau curent de scurgere-sursă
  • VDS = tensiune de scurgere la sursă
  • L = lungimea canalului

acum, pentru cazul ideal, în regiunea de saturație, IDS devine independent de VDS, adică în regiunea de saturație canalul este prins la capătul de scurgere și o creștere suplimentară a VDS nu are niciun efect asupra formei canalului.

dar, în practică, creșterea VDS afectează canalul. În regiunea de saturație, când VDS crește, punctul de prindere a canalului este mutat ușor departe de scurgere, spre sursă, pe măsură ce câmpul de electroni de scurgere îl „împinge” înapoi. Regiunea de depleție a polarizării inverse se lărgește și lungimea efectivă a canalului scade cu o cantitate de hectolitru l pentru o creștere a VDS.

astfel, canalul nu mai „atinge” scurgerea și capătă o formă asimetrică care este mai subțire la capătul scurgerii. Acest fenomen este cunoscut sub numele de modulare a lungimii canalului.

modularea lungimii canalului în mosfet

astfel, modularea lungimii canalului poate fi definită ca modificarea sau reducerea lungimii canalului (L) datorită creșterii tensiunii de scurgere la sursă (VDS) în regiunea de saturație.

în dispozitivele mari, acest efect este neglijabil, dar pentru dispozitivele mai scurte, l/l devine important. De asemenea, în regiunea de saturație datorită modulației lungimii canalului, IDS crește odată cu creșterea VDS și, de asemenea, crește odată cu scăderea lungimii canalului L.

curba tensiune-curent nu mai este plană în această regiune.

curentul de scurgere cu modularea lungimii canalului este dat de:

\cutie{I_{DS} = I_{D} = I_{Dsat}(1 + \ lambda V_{DS})}

derivare:

derivarea modulației lungimii canalului

pentru a ține cont de dependența ID-ului de VDS în regiunea de saturație, înlocuiți L cu L-XV L. știm că în regiunea de saturație, scurgerea la curentul sursă (IDS = ID) este dată de:

{I_{D} = \ frac{kW}{2L}(V_{GS} - v_{t})^{2}}

{I_{D} = \ Stânga (\frac{k}{2} \ dreapta) \ stânga (\frac{W}{L - \ triunghi L} \ dreapta) (v_{GS} - v_{t})^{2}}

{I_{D} = \ Stânga (\frac{k}{2L} \ dreapta) \ stânga (\frac{W}{1- \frac {\triunghi L}{L}} \ dreapta) (v_{GS} - v_{t})^{2}}

presupunând  {\frac {\triangle L}{L} 1}

{I_{D} = \ Stânga (\frac{kW}{2L} \ dreapta) \ stânga ({1+ \ frac {\triunghi L}{L}} \ dreapta) (v_{GS} - v_{t})^{2}}

din moment ce crește L cu creșterea VDS

{\triunghi L \ propto v_{DS}}

sau

{\triunghi L = \ lambda ^ {'} V_{DS}}

unde,  {\lambda^{'}} = parametrul tehnologiei de proces cu unitatea de măsură/V.

{I_{D} = \ Stânga (\frac{kW}{2L} \ dreapta) \ stânga ({1 + \frac {\lambda^{ '} V_{DS}}{L}} \ dreapta) (V_{GS} - v_{t})^{2}}

prin urmare,

\cutie{I_{DS} = I_{D} = I_{Dsat}(1 + \ lambda V_{DS})}

unde,

{\frac {\lambda ^ { ' }} {l} = \ lambda} = parametrul tehnologiei procesului cu unitatea V-1

{I_{Dsat} = \ stânga (\frac{kW}{2L} \ dreapta) (V_{GS} - v_{t})^{2}}

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.